Расчет подач и скоростей резания

Сразу оговоримся, в данной статье речь будет идти о работе на ЧПУ станках.

Определимся с терминологией:

• Скорость вращения шпинделя – скорость вращения режущего инструмента в оборотах в минуту
• Подача - скорость перемещения инструмента (мм/мин или м/мин).
• Подача на зуб - толщина снимаемого материала одним зубом за один оборот.

Большинство современных шпинделей по паспорту способны работать на скоростях до 24000 оборотов в минуту, иногда и более.  Если на Вашем станке установлен качественный шпиндель, в соответствии паспортных и фактических характеристик которого Вы уверены,  смело используйте весь диапазон оборотов. Обладателям китайских шпинделей рекомендуем не превышать скорость 18000 оборотов в минуту.  Это может сильно сократить срок его жизни. 

Скорость подачи зависит от множества факторов, включая мощность и жесткость станка, крепление детали, мощность шпинделя, глубину резания, остроту режущего инструмента, тип фрезы, а также обрабатываемый материал. Поэтому универсальных параметров  для всех случаев жизни быть не может. Однако, хорошей отправной точкой является параметр подача на зуб. Рекомендуемые параметры подачи на зуб для различных материалов будут приведены ниже. 

Обычно обороты шпинделя фиксируют на уровне 18000-24000 об/мин и регулируют подачу.

Расчет подач и скоростей

Основной показатель при определении скорости подачи – это подача на зуб. 

Подача на зуб * Число зубьев * Скорость шпинделя = Скорость подачи

Приведем для примера расчет подачи при работе по фанере фрезой Ф6 мм Z2 с позитивной спиралью и подачей на зуб 0,08мм.

 0,08мм * 2 *18000 = 2 880 мм/мин (2,88 м/мин)

Соблюдение подачи на зуб крайне важно. Фреза должна давать стружку, а не пыль. Комбинация высокой скорости вращения шпинделя и недостаточной подачи является типичной ошибкой, приводящей обычно к перегреву инструмента. Помните, крупная стружка способна отводить больше тепла из зоны резания. 

Температура фрезы является хорошим индикатором. Дайте фрезе поработать. Остановите шпиндель и попробуйте инструмент на ощупь. Он должен быть теплым, может быть, немного горячим, но он не должен жечь. Если он слишком горячий, увеличьте скорость подачи или уменьшите скорость вращения шпинделя.

Еще раз хотели бы подчеркнуть, что именно подача на зуб является определяющей. 

Рассчитаем подачу при работе по фанере фрезой Ф12 мм Z3 с позитивной спиралью и подачей на зуб 0,15мм.

0,15мм  * 3 * 18000 = 8 100 мм/мин (8,1 м/мин)

При этом предположим, что технические возможности Вашего станка ограничены скоростью подачи 20 м/мин. В этом случае необходимо уменьшить обороты шпинделя, сохранив подачу на зуб.

Ниже приведены типовые параметры подачи на зуб для разных диаметров фрез и типов материалов:  

Данные значения приведены для стандартных чистовых фрез с выбросом стружки вверх, отличающихся наилучшим стружкоотведением. При выборе других типов фрез сокращайте подачи. С различными типами фрез, Вы можете ознакомиться здесь.

Рекомендуем Вам установить для начала скорость подачи на уровне 50% от расчетной и увеличивать ее постепенно. Не слишком увлекайтесь цифрами, используйте свой здравый смысл и доверяйте своей интуиции и слуху. 

Помимо определения скорости подачи Вам необходимо установить величину съема. От глубины резания зависит качество поверхности и срок жизни фрезы.  За базу можно взять эмпирическое правило - съем равен диаметру инструмента. Однако это правило является только базой, от которой можно начать оптимизировать параметры обработки. Необходимо понимать, что при многопроходной обработке основной износ приходится на конец фрезы. Более глубокое погружение позволяет задействовать всю рабочую часть и увеличивает срок службы инструмента. Но обратной стороной является увеличение нагрузки на фрезу и возможная ее поломка.